Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Нефтепромысловые трубы и запорная арматура, применяемая на газовых промыслах



Трубопроводы газовых месторождений подразделяют на следующие основные категории:

По назначению: газопроводы, водопроводы, конденсатопроводы.

По напору: напорные и безнапорные.

По величине рабочего давления: высокого (6,4 МПа и выше), среднего (1,6 МПа) и низкого (до 0,6 МПа).

По способу прокладки: подземные, надземные и подводные.

По функции: выкидные линии (для газа - шлейфы), идущие от устьев скважин до пунктов сбора; конденсатные, газовые, водяные, сборные коллекторы промысла; товарные газопроводы и конденса-топроводы.

По гидравлической схеме работы: простые трубопроводы (не имеющие ответвлений) и сложные, имеющие ответвления, к которым также относятся замкнутые (кольцевые) трубопроводы.

Трубопроводы, транспортирующие воду к нагнетательным скважинам с целью поддержания пластового давления, подразделяются на магистральные водопроводы, начинающиеся у насосных станций второго подъема; подводящие водопроводы, прокладываемые от магистральных водопроводов до кустовых станций (КНС) и разводящие водоводы высокого давления, прокладываемые от КНС до нагнетательных скважин.

Трубопроводы с неполным заполнением сечениия могут быть напорными и безнапорными. Движение жидкости и газа по выкидным линиям до сборных пунктов осуществляется за счет давления на устьях скважин. Для газа и конденсата шлейфы могут иметь диаметры до 219 мм и давления до 25 МПа при их длине 10 км и более.

Выкидные линии скважин морских месторождений подводятся к общему стояку или пункту сбора и иногда выводятся на поверхность отдельными линиями. Нередко эти линии используют для ремонта и обработки скважин. В этом случае за расчетное давление принимается наибольшее.

Трубопроводы промысловых коммуникаций выполняются из стальных труб и неметаллических, а также стальных с покрытиями. При этом в качестве критерия используется категория трубопровода, действующее давление, парциональное давление и содержание сероводорода. Категория трубопроводов определяется исходя из их назначения, диаметра, рабочего давления, газового фактора и коррозионной активности транспортируемой среды.

Соединение стальных труб производится сваркой, по резьбе и с помощью фланцев. Для промысловых трубопроводов используются трубы по ГОСТ 3262 (газопроводные) и ГОСТ 8732 (горячекатаные). Они поставляются, как правило, без резьб. Длина их доходит до 12 м. Сортамент этих труб по диаметру весьма разнообразен. По ГОСТ 3262 трубы поставляются по диаметру условного прохода от 6 до 150 мм. Они делятся на легкие, средние и усиленные в зависимости от испытательного давления, которое не превышает 3,2 МПа. Трубы по ГОСТ 8732 поставляются по наружному диаметру от 25 до 450 мм с толщиной стенок от 2,5 до 8 мм для малых диаметров труб и от 16 до 20 мм — для больших. Марки стали, из которых изготовляются эти трубы, приведены в таблице 7.9.

Таблица 7.9 Механические характеристики трубных сталей

ГОСТ на трубы Марка стали RjH;Mna К!; МПа
8731-74 10 353 216
  20 412 245
  10 Г2 471 265
  10    
8733-74 10 350 206
  20 412 245
  10 Г2 421 245
10705-80 (в термо- 10 333 206
обработаяном состоянии) ВСтЗсп 372 225
  20 412 245
10705-80 (без термообработки) 10 333 Согласно сертифи­
  ВСтЗсп 392 кату или результа­
  15, 20 172 там испытаний
550-75 20 431 255
  10Г2 470 260
  15X5 392 216
  15Х5М 392 216
  15Х5ВФ 392 216
  15Х5МУ 588 412
  12Х8ВФ 392 167
  08Х18Н10Т 520 Согласно сертифи­
  12Х18Н10Т 529 кату или результа­
  10Х17Н13М2Т 529 там испытаний
9941-81 08Х18Н10Т 549 Тоже
  12Х18Н10Т 549  
  10Х17Н13М2Т 529  
ТУ 14-3-460-75 12Х1МФ 441 260

 

где δтр— минимальная толщина стенки трубы или детали трубопровода, м; Р - рабочее давление в трубопроводе, Па; Дн - наружный диаметр трубы или детали трубопровода, м; n — коэффициент перегрузки рабочего давления в трубопроводе, равный 1, 2; R1 - расчетное сопротивление материала труб и деталей технологических трубопроводов Па, определяемое по формуле:

где a - коэффициент несущей способности; a = 1 для труб, конических переходов, выпуклых заглушек эллиптической формы; для отводов гладких и сварных а = 1,3 при отношении радиуса изгиба трубы R к наружному диаметру Дн = 1; а = 1,15 при R/Д,н; a = 1,0 при

Я/Дн; и более; R1" - нормативное сопротивление, равное наименьшему значению временного сопротивления разрыву материала труб, принимаемое по ГОСТу или ТУ на соответствующие виды труб, Па (табл. 7.9); R2"-нормативное сопротивление, равное наименьшему значению предела текучести при растяжении, сжатии и изгибе материала труб, принимаемое по ГОСТу или ТУ на соответствующие виды труб, Па (табл. 7.14); m1- коэффициент условий работы материала труб при разрыве, равный 0,8; т2 - коэффициент условий работы трубопровода, величина которого принимается в зависимости от транспортируемой среды, для токсичных, горючих, взрывоопасных и сжиженных газов -0,6; для инертных газов (азот, воздух и т.п.) или токсичных, горючих и взрывоопасных жидкостей -0,75; для инертных жидкостей — 0,9; m2 - коэффициент условий работы материала труб при повышенных температурах, для условий работы промысловых трубопроводов принимается равным 1; m3 - коэффициент однородности материала труб: для бесшовных труб из углеродистой и для сварных труб из низколегированной ненормализованной стали к1 = 0,8; для сварных труб из углеродистой и из нормализованной низколегированной стали к1 = 0,85.

Учитывая сложные условия эксплуатации труб для нефтепромы-словых коммуникаций, заводы при их изготовлении используют хладо- и коррозионностойкие материалы. Кроме того, используются трубы с различными видами покрытий аналогично трубам НКТ.

Запорные устройства промысловых газопроводов в основном бывают двух видов: задвижки и шаровые поворотные краны.

Задвижки газопроводов рассчитывают по тем же формулам, что и задвижки фонтанной арматуры, только запас прочности деталей задвижек применяют.

В последнее время большое распространение получили шаровые поворотные краны, применяемые в промысловых и магистральных газопроводах. Для открытия и закрытия крана необходимо его шар повернуть на 90°. Для поворота может бьггь использована энергия жидкости или сжатого газа, направляемого в специальные цилиндры привода. Краны выпускают с пробкой в опорах (рис. 7.21 а) и с плавающей пробкой (рис. 7.21 б).

В кране с пробкой в опорах пробка опирается через цапфы на бронзовые втулки подшипников скольжения. Уплотнение происходит за счет прижатия втулок (из полимера). Со стороны уплотняющего давления втулка прижимается давлением к шару. Втулки в корпусе уплотняются кольцами.

В кране с плавающей пробкой пробка вращается на уплотняющих бронзовых втулках, установленных в корпусе. Уплотнительные кольца герметизируют полость крана. Этот кран значительно проще в изготовлении, но требует больших моментов для закрытия.

Момент для поворота пробки на опорах:

Мкр1=Мп+Мк, (7.64)

где Мп - момент трения в подшипниках (опорах); Мк - момент трения кольца о шар.

Mп=Qп-Rп-mп (7.65)

Здесь Qп - нагрузка на подшипники; Rп - радиус цапфы подшипника,

mп - коэффициент трения подшипника, при полусухом трении бронзы о сталь mп= 0,1.

Dн - наружный диаметр кольца, Ру - условное давление в трубопроводе.

В кране DH =1,2Dy; Dcp= 1,1Dу . Подставляя значение Dн, в Qп получаем:

По условиям нормальной работы подшипники с бронзовой втулкой:

Подставим в Мп значения Qп и Rп, получим:

где Dcp - средний диаметр уплотнения; mк - коэффициент трения пластмассового кольца о пробку; QK- усилие, прижимающее кольцо к шару.

Тогда

 

После подставления преобразованных величин получим:

Dy - в м, Ру - в Мпа.

Для крана с пробкой в опорах: mк=0,05; mк= 0,1.

Момент для поворота плавающей пробки:

где М'к и Мш - соответственно моменты трения правого и левого бронзового кольца.

Подставляя в Мкр2 и М’к Dср=1,1 Dy и DH=1,2 Dy, с учетом трения в уплотнениях получим:

где m= 0,1 - коэффициент трения бронзового кольца о пробку.

Сравнение величин Мкр1 и Мкр2 показывает, что во втором случае момент, необходимый для поворота пробки, почти в 2 раза больше, чем в первом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ивановский В.Н., Даршцев В.И., Каштанов B.C. и др. Оборудование для добычи нефти и газа. Часть 1. М.: Нефть и газ, 2002, 768 с.

2. Ивановский В.Н., Даршцев В.И., Каштанов B.C. и др. Оборудование для добычи нефти и газа. Часть 2. М.: Нефть и газ, 2003, 806 с.

3. Международный каталог-справочник. Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти / Под ред. Алекперова В.Ю. и Кершенбаума В.Я.-М.: Нефть игаз, 1998, 611 с.

4. Международный каталог-справочник. Трубы нефтяного сортамента / Под ред. Алекперова В.Ю. и Кершенбаума В.Я. - М.: Нефть игаз, 2000,311 с.

5. Архипов К.И., Попов В.И., Попов И.В. Справочник по станкам-качалкам. Альметьевск, 2000, 258 с.

6. Ивановский В.Н., Мерициди И.А. Газопромысловое оборудование. Конспект лекций. М.: РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2005, 197 с.

7. Чичеров Л.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы. М.: Недра, 1983,413 с.

8. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования / Л.Г. Чичеров, Г.В. Молчанов, A.M. Рабинович и др. - М.: Недра, 1987, 422 с.

9. Валовский В.М., Валовский М.В. Цепные приводы штанговых насосов. М.: ВНИИОЭНГ, 2003, 423 с.

10. Андреев В.В., Уразаков К.Р., Далимов В.У. Справочник по добыче нефти. Уфа, 2001, 340 с.

11. Сборник каталогов нефтегазового оборудования. Томск, томский государственный технический университет, 1999, 766 с.

12. Ивановский В.Н., Даршцев В.И., Каштанов B.C. и др. Скважинные насосные установки для добычи нефти. М.: Нефть и газ, 2002, 824 с.

13. Справочник по нефтепромысловому оборудованию. Под ред. Е.И. Бухаленко. М.: Недра, 1991, 576 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение        3

Глава 1. Оборудование скважин       5

1.1. Конструкция скважины             5

1.2. Обсадные трубы     10

1.3. Обсадные трубы зарубежных фирм           16

1.4. Расчет обсадных колонн           23

1.5. Насосно-компрессорные трубы         32

1.6. Насосно-компрессорные трубы зарубежных фирм      38

1.7. Расчет насосно-компрессорных труб         40

1.8. Колонные головки           46

1.9. Скважинные уплотнители пакеры     53

1.10. Клапаны-отсекатели        64

Глава 2. Оборудование для фонтанной эксплуатации

скважин          69

2.1. Фонтанная арматура, ее схемы и назначение      69

2.2. Основные типы и конструкции фонтанной

арматуры       77

2.3. Запорные и регулирующие устройства фонтанной арматуры                    80

2.4. Фланцевые соединения фонтанной арматуры              88

2.5. Скважинное оборудование для фонтанной эксплуатации скважин         94

Глава 3. Оборудование для газлифтной эксплуатации

скважин  96

3.1. Принцип работы газлифтного подъемника 96

3.2. Установки для газлифтного способа добычи

нефти    99

3.2.1. Газлифтная установка Л  99

3.2.2. Газлифтная установка ЛН 103

3.2.3. Газлифтная установка с комплексом управления скважинными отсекателями 103

3.2.4. Газлифтная установка ЛП 111

3.3. Скважинное оборудование для газлифтного способа добычи нефти 117

3.3.1. Газлифтные клапаны 117

3.3.2. Скважинные камеры        121

3.3.3. Пакеры и якори 124

3.3.4. Циркуляционные и ингибиторные клапаны 125

3.3.5. Клапаны-отсекатели и замки    132

3.3.6. Разъединитель колонны  136

3.3.7. Телескопическое соединение    138

3.3.8. Приемный клапан и глухая пробка   140

3.4. Устьевое оборудование газлифтных скважин 141

3.5. Техника для канатных работ в газлифтных

скважинах 142

3.5.1, Оборудование устья для проведения канатных работ 153

3.5.2. Лебедка с гидравлическим приводом 158

3.6. Компрессоры для газлифтной добычи нефти 161

3.6.1. Газомоторные компрессоры        161

3.6.2. Конструкция газомотокомпрессора  164

3.6.3. Центробежные компрессоры для добычи нефти газлифтным способом 172

4.1. Установки погружных центробежных насосов

с электроприводом 179

4.1.1. Погружные центробежные насосы    187

4.1.2. Газосепараторы и диспергаторы центробежных насосов для добычи нефти     229

4.1.3. Погружные электродвигатели и их гидрозащита... 237

4.1.4. Система токоподвода установок ЭЦН 261

4.1.4.1.  Устройства управления и защиты 262

4.1.4.2.  Оборудование регулировки частоты вращения погружных двигателей 266

4.1.4.3.  Оборудование диагностики УЭЦН    267

4.1.4.4.  Трансформаторы для УЭЦН    272

4.1.4.5.  Кабельные линии установок ЭЦН 275

4.1.5. Оборудование устья скважины и вспомогательное оборудование для эксплуатации УЭЦН : 292

4.1.5.1.  Оборудование устья скважины для эксплуатации УЭЦН 292

4.1.5.2.  Узлы вывода кабеля через устьевую арматуру скважины    293

4.1.5.3.  Приспособления для крепления

и защиты кабеля      297

4.1.5.4.  Пункты подключения кабельных линий .... 301

4.1.5.5.  Приспособления для подвески

и направления кабеля при спуско-подъемных операциях 302

4.1.5.6.  Установки для намотки и размотки

кабелей (кабельных линий) 304

4.1.5.7.  Оборудование для монтажа и заправки маслом узлов УЭЦН на устье скважин 307

4.2. Установки электроприводных винтовых насосов для добычи нефти      309

4.2.1. Принцип действия винтовых насосов 310

4.2.2. Рабочие органы и конструкции винтовых

насосов 314

4.2.3. Влияние зазора и натяга в рабочих органах винтового насоса на его характеристики 322

4.2.4. Рабочие характеристики винтовых насосов 324

4.2.5. Погружные электродвигатели для винтовых насосов  326

4.2.6. Установки погружных винтовых насосов зарубежного производства                 328

4.3. Установки электроприводных диафрагменных

насосов для добычи нефти 331

4.4. Установки скважинных штанговых насосов для

добычи нефти 346

4.4.1. Приводы СШНУ    349

4.4.2. Редукторы механических приводов скважинных штанговых насосных установок    367

4.4.3. Приводы длинноходовых насосных установок   370

4.4.4. Гидравлические и пневматические приводы

\ скважинных штанговых насосных установок    373

4.4.5. Оборудование устья скважин при эксплуатации СШНУ 376

4.4.6. Скважинные штанговые насосы - основные виды

и области применения 384

4.4.7. Насосные штанги    409

4.4.8. Вспомогательное скважинное оборудование СШНУ   423

4.4.9. Теория работы СШНУ    434

4.4.9.1. Элементарная теория работы установки штангового насоса. Основные допущения. Определение пути, скорости и ускорения 434

4.4.9.2.  Теория работы установки, приближенная

к реальным условиям 438

4.4.9.3.  Вопросы, не учтенные точной теорией 452

4.4.10. Исследование скважин. Неисправности

в работе СШНУ. Динамометрирование 462

4.5. Установки штанговых винтовых насосов для добычи нефти 476

4.5.1. Состав установки и ее особенности   477

4.5.2. Классификация ВШНУ    481

4.5.3. Скважинный штанговый винтовой насос   484

4.5.4. Привод скважинных штанговых винтовых

насосов          489

4.5.5. Особенности работы и расчета штанг

с винтовыми насосами 493

4.5.6. Подбор оборудования скважинных штанговых винтовых насосных установок    496

4.6. Гидроприводные насосные установки 497

4.6.1. Скважинные гидропоршневые насосные

установки 497

4.6.2. Состав оборудования скважинных гидропоршневых насосных установок 499

4.6.3. Гидроштанговые насосные установки 511

4.6.4. Струйные насосные установки 516

Глава 5. Оборудование для поддержания пластового

давления  521

5.1. Оборудование для поддержания пластового давления и вытеснения продукции скважин водой 521

5.1.1. Оборудование водозабора и подготовки воды   522

5.1.2. Наземные насосные установки системы ППД 528

5.1.3. Установки погружных центробежных насосов

для поддержания пластового давления 542

5.1.4. Устьевое и скважинное оборудование

системы ППД 548

5.2. Оборудование для поддержания пластового давления

и вытеснения продукции скважин газом 551

5.3. Оборудование для водогазового воздействия на пласт. 553

Глава 6. Оборудование для проведения ремонтных работ на

скважинах 556

6.1. Грузоподъемное оборудование 556

6.2. Инструмент для выполнения спускоподъёмных операций                                583

6.3. Средства механизации для спускоподъёмных операций 588

6.4. Наземное технологическое оборудование  591

6.5. Оборудование для ликвидации аварий и инструмент

для ловильных работ 595

6.6. Оборудование для освоения эксплуатационных

и нагнетательных скважин 600

6.7. Оборудование для обработки призабойной зоны скважины 609

6.7.1. Оборудование для теплового воздействия 609

6.7.2. Оборудование для химического воздействия 615

6.7.3. Оборудование для гидравлического разрыва

пласта   618

6.7.4. Новые виды воздействия на призабойную зону пласта                  624

Глава 7. Оборудование для сбора, подготовки

и транспортировки добываемого пластового флюида .. 625

7-1. Общая схема системы сбора продукции скважин 626

7.2. Система сбора и подготовки газа и конденсата   629

7.3. Оборудование для замера дебита скважин 634

7.4. Оборудование для подготовки нефти и газа 646

7.5. Оборудование для сбора и подготовки газа

и конденсата  660

7.6. Система обработки и использования пластовых

и сточных вод                  668

7.7. Расчет сосудов для сбора и подготовки

продукции скважин 679

7.8. Насосные и компрессорные станции системы сбора

и подготовки продукции добывающих скважин 696

7.9. Нефтепромысловые трубы и запорная арматура, применяемая на газовых промыслах 705

Список литературы                   712

Ивановский В.Н., Даршцев В.И., Каштанов B.C., Мерициди И.А., Николаев Н.М., Пекин С.С., Сабиров А.А

Нефтегазопромысловое оборудование

Под общей редакцией В.Н. Ивановского Учебник для ВУЗов

Подписано в печать 30.05.2006. Формат 60x90/16. Печать офсетная. Бумага офсетная. Объем 45 п.л. Тираж 1500 экз. Заказ № 1648

Издательство «ЦентрЛитНефтеГаз» 105118, Москва, 5-я ул. Соколиной горы, д. 4 Тел.: 772-01-80, тел./факс: 366-84-65 E-mail: [email protected]

Отпечатано в ОАО «Типография "Новости"» 105005, Москва, ул. Фр. Энгельса, 46

i.-''.Л' и '1'

'Iл v.;1 'KiTiiK-^.' i'

 

 

f6 I. if' к

if ^ ^.•■■-wi.  . .

** Сведения отсутствуют.


[1] Большее значение соответствует технологическому процессу «спекания одновременно с ннФильтрацисй медью, меньшее - введению меди в шихту до спекания».


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-06-09; Просмотров: 614; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.106 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь